1. Processi e microrganismi coinvolti nelle trasformazioni degli elementi
Il ciclo biologico del carbonio: fototrofia/chemiotrofia; autotrofia/eterotrofia. Il ciclo biologico dell’azoto; processi di nitrificazione e denitrificazione. Il ciclo biologico dello zolfo. Riduzione e ossidazione microbiche del ferro.
2. Metabolismo microbico e condizioni redox
Accettori di elettroni principali nel metabolismo microbico. Dipendenza del metabolismo microbico dal potenziale redox. Determinazione delle condizioni redox e della disponibilità di accettori di elettroni in un acquifero.
3. Processi e microrganismi coinvolti nella degradazione di idrocarburi
Principali pathways di degradazione aerobica di idrocarburi alifatici, mono- e poliaromatici ed enzimi coinvolti. Principali pathways di degradazione anaerobica di idrocarburi alifatici, mono- e poliaromatici ed enzimi coinvolti. Processi di degradazione e di cometabolismo di composti organici alogenati.
4. Caratterizzazione e monitoraggio delle comunità batteriche
Metodi di quantificazione. Tecniche di coltivazione ed isolamento di ceppi microbici. Tecniche classiche di identificazione degli isolati. Tassonomia microbica. Tecniche molecolari di identificazione degli isolati. Tecniche molecolari di caratterizzazione e monitoraggio di comunità: fingerprinting; sequenziamenti high-throughput; metodi in situ. Metodi di valutazione dell’attività microbica in situ.
5. Caratterizzazione e trattamento biologico di siti contaminati da idrocarburi
Procedure operative per la caratterizzazione di siti contaminati; analisi di rischio. Approcci biologici al trattamento di matrici contaminate: biostimolazione e bioaugmentation; prove di screening e di fattibilità. Tecnologie di biorisanamento di suolo e zona insatura (landfarming, biopile, bioreattori, bioventing). Tecnologie di biorisanamento della zona satura (biosparging, biobarriere). Tecnologie innovative di biorisanamento: sistemi bioelettrochimici. Attenuazione Naturale Monitorata.
6. Processi di biotrasformazione dei metalli
La bonifica biologica di matrici contaminate da metalli: cenni di phytoremediation. Il caso del mercurio: resistenza batterica al mercurio e possibili applicazioni al biorisanamento.
7. Processi biologici per il trattamento di rifiuti
Il trattamento integrato delle acque reflue urbane; il processo a fanghi attivi: fasi di trattamento e microrganismi coinvolti. Processi di compostaggio di scarti verdi e della frazione organica di rifiuti solidi urbani.
8. Laboratorio di microbiologia molecolare
Estrazione DNA da suolo, analisi e quantificazione di marcatori tassonomici e funzionali
9. Esercitazioni di bioinformatica
Dati da sequenziamenti high-throughput: formati e banche dati. Elaborazione bioinformatica dei dati.